Definicja lupy
wilk lub zwykła lupa lub szkło powiększające jest soczewka wypukła Służy do pomocy oku w dostrzeżeniu obiektu, który trudno zobaczyć gołym okiem, na przykład bardzo drobnego pisma. Lupa nazywana jest lupą prostą, ponieważ ma ograniczoną zdolność powiększania obrazu obiektu. W następnej lekcji poznasz lupy nieproste, takie jak: mikroskop, teleskop naziemny dan teleskop.
Jak działa lupa
Obiekt widziany z bliska wydaje się duży, ale z bardzo daleka – mały. Obiekty znajdujące się blisko wydają się duże, ponieważ obraz powstający na siatkówce jest duży. I odwrotnie, ten sam obiekt widziany z bardzo dużej odległości wydaje się mały, ponieważ obraz powstający na siatkówce jest mały. Zatem rozmiar obiektu widzianego przez oko zależy od rozmiaru obrazu powstającego na siatkówce. Rozmiar obrazu powstającego na siatkówce zależy od kąta między okiem a obiektem, jak pokazano na poniższym rysunku.
Obiekty znajdujące się daleko od oka wydają się mniejsze, ponieważ mają mniejszy kąt (θ) (rysunek 1.1). Natomiast obiekty znajdujące się blisko oka wydają się większe, ponieważ mają większy kąt (θ) (rysunek 1.2). Można zatem wnioskować, że rozmiar obiektu widzianego okiem można powiększyć lub zmniejszyć, zwiększając lub zmniejszając kąt (θ). Kąt ten zwiększa się, przybliżając oko do obiektu, i odwrotnie, zmniejsza się, oddalając oko od obiektu.
Powyższą dyskusję można odnieść do innych problemów. Jeśli napotykasz tekst tak mały, że trudno go odczytać, co robisz, aby był czytelny? W oparciu o powyższą dyskusję, możesz przybliżyć tekst do oczu, aby zwiększyć kąt między tekstem a okiem, dzięki czemu tekst będzie większy i bardziej czytelny. Ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że punkt bliski normalnego oka lub najbliższa odległość, na jaką normalne oko może skupić wzrok, wynosi 25 cm, zatem jeśli odległość między napisem a okiem jest mniejsza niż 25 cm, napis będzie niewyraźny. Napis, który można odczytać z odległości 25 cm, będzie niewyraźny po bliższym przyjrzeniu się, aż odległość między napisem a okiem będzie mniejsza niż 25 cm, nie mówiąc już o napisie, którego nie da się odczytać z odległości 25 cm? Jak zatem sprawić, by napis o bardzo małej wielkości liter był czytelny? Oczywiście, potrzebne jest narzędzie optyczne, które może powiększyć napis.
Instrumenty optyczne takie jak płaskie lustro, lustro wklęsłe dan lustro wypukłe Nie można go używać do czytania pisma, ponieważ lustro nie jest przezroczyste. Z drugiej strony, soczewka jest przezroczysta, więc można jej używać do czytania pisma. W lekcji obraz soczewki wklęsłej, wyjaśniono, że soczewka wklęsła może jedynie zmniejszyć obraz obiektu. Natomiast w temacie obraz soczewki wypukłej Wyjaśniono, że soczewka wypukła może powiększyć obraz obiektu. Ponieważ może powiększyć obraz, soczewka wypukła można zaprojektować w formie lupy.
Przyjrzyj się poniższym dwóm obrazom. Na rysunku 1.3 obiekt jest oglądany bezpośrednio okiem, gdzie wydaje się mały, ponieważ kąt między okiem a dwoma końcami obiektu jest mały. Na rysunku 1.4 oko widzi obiekt przez lupę. Lupa tworzy obraz i go powiększa, więc to, co widzi oko, jest obrazem. Obraz obiektu obserwowany przez oko przez lupę wydaje się większy, ponieważ kąt między okiem a dwoma końcami obrazu jest większy.
Aby oko obserwatora mogło zobaczyć obraz przez lupę, obraz musi być pozorny (obraz musi znajdować się przed lupą lub po tej samej stronie co obiekt, jak na rysunku 1.4). obraz soczewki wypukłej Wyjaśniono, że aby obraz był pozorny, odległość obiektu (s) musi być mniejsza lub równa ogniskowej (f).
Podpis :
s = odległość obiektu
s' = odległość obrazu
h = wysokość obiektu
h' = wysokość cienia
F = punkt ogniskowy lupy
θ = kąt między soczewką a oboma końcami obiektu. Na rysunku 1.3 omawianą soczewką jest okular, natomiast na rysunku 1.4 omawianą soczewką jest soczewka wypukła używana jako lupa.
Na rysunku 1.3 (widok z boku) obiekt znajduje się po lewej stronie, a oko obserwatora po prawej. Na rysunku 1.4 (widok z boku) obiekt i jego obraz utworzony przez soczewkę wypukłą znajdują się po lewej stronie, a oko obserwatora po prawej.
Jak używać lupy
Gdy odległość obiektu (s) jest taka sama jak ogniskowa (f), obraz jest pozorny, a odległość obrazu (s') jest nieskończona. Nieskończoność to maksymalna pozorna odległość obrazu, ponieważ najdalszy punkt Odległość normalnego oka wynosi nieskończoność. Z drugiej strony, minimalna odległość obrazu pozornego wynosi 25 cm, ponieważ punkt bliski normalna długość oka wynosi 25 cm.
Gdy oko widzi obraz pozorny w nieskończoności (w punkcie dalekim), oko znajduje się w stanie minimalnej akomodacji, czyli mięśnie rzęskowe są najbardziej rozluźnione. Aby to osiągnąć, odległość między obiektem a lupą musi być równa ogniskowej lupy. Jeśli ogniskowa lupy wynosi 25 cm, to odległość między obiektem a lupą wynosi 25 cm.
Z drugiej strony, gdy oko widzi obraz pozorny z odległości 25 cm (punkt bliski), oko akomoduje maksymalnie lub mięsień rzęskowy oka W stanie największego napięcia. Jeśli ogniskowa lupy wynosi 25 cm, to oko widzi obraz pozorny z odległości 25 cm, gdy odległość od obiektu jest taka sama jak wynik obliczeń poniżej.
Formuła soczewki zakrzywionej i lustra:
1/s = 1/f – 1/s'
Opis: s = odległość obiektu, f = ogniskowa, s' = odległość obrazu = punkt bliski = 25 cm
Lupa jest soczewką wypukłą, więc ogniskowa jest dodatnia. Obraz jest pozorny, więc s' jest ujemne.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Jeśli ogniskowa lupy wynosi 25 cm, oko widzi obraz pozorny z odległości 25 cm, gdy odległość od obiektu wynosi 12,5 cm. Odległość między obiektem a lupą nie powinna być mniejsza niż 12,5 cm, ponieważ obraz generowany przez lupę nie może być wyraźnie widoczny dla oka.
Co jeśli ogniskowa lupy wynosi 50 cm? Jeśli ogniskowa lupy wynosi 50 cm, to oko widzi obraz pozorny z odległości 25 cm, gdy odległość od obiektu jest taka sama jak w poniższym wyniku obliczeń.
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
s = 50/3 = 16,67 cm
Jeśli ogniskowa lupy wynosi 50 cm, oko widzi obraz pozorny z odległości 25 cm, gdy odległość od obiektu wynosi 16,7 cm. Odległość między obiektem a lupą nie powinna być mniejsza niż 16,7 cm, ponieważ obraz generowany przez lupę nie może być wyraźnie widoczny dla oka.
Powiększenie kąta lupy
Czy obraz obiektu widzianego przez lupę jest większy, gdy obserwuje się go okiem o minimalnej, czy o maksymalnej akomodacji? Która soczewka lepiej sprawdzi się jako lupa: soczewka wypukła o dużej ogniskowej czy soczewka wypukła o małej ogniskowej? Na te pytania można odpowiedzieć po przestudiowaniu. formuła szkła powiększającego.
